科學家們已經(jīng)開發(fā)出一種很有前途的新方法來對抗與年齡相關(guān)的肌肉質(zhì)量損失，這種損失通常伴隨著受傷或生病后的不動。他們在老鼠身上展示的技術(shù)阻止了肌肉在一段時間不活動后在運動開始時開始惡化的過程。
他們在生理學雜志上報告了他們的發(fā)現(xiàn)。
領(lǐng)導這項研究的伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校運動機能學和社區(qū)健康教授 Marni Boppart 說，鍛煉，尤其是參與負重活動，有助于保持肌肉質(zhì)量，而且隨著年齡的增長尤為重要。受傷或疾病會導致一段時間的不動和肌肉質(zhì)量下降。
“當我們不能收縮肌肉時，它就會萎縮，”Boppart 說。“如果這種靜止狀態(tài)持續(xù)很長時間，肌肉質(zhì)量和力量將會顯著下降。”
Boppart 說，兒童和年輕人的肌肉在恢復運動后往往會迅速恢復。“但不幸的是，對于老年人來說，他們在停用一段時間后恢復肌肉質(zhì)量的能力不足。”
她說，物理治療通常用于促進受傷和不動后的愈合。但研究表明，運動開始后肌肉會繼續(xù)惡化。活性氧是炎癥和細胞功能障礙的信號，會在肌肉中積聚并阻礙愈合過程。
Boppart 的研究重點是在衰老過程中增強或降低肌肉質(zhì)量的因素。在之前的一項研究中，她和她的同事發(fā)現(xiàn)，注射稱為周細胞的支持細胞有助于年輕小鼠在靜止一段時間后恢復肌肉。然而，老年小鼠對注射反應不佳，恢復有限。
在這項新研究中，研究小組從年輕健康小鼠的肌肉中收集周細胞，并在細胞培養(yǎng)中培養(yǎng)它們。他們將細胞暴露于過氧化氫——一種促進細胞外囊泡產(chǎn)生的強氧化劑，其中含有對抗壓力和促進愈合的因子——并收集了 EVs 用于治療。
Boppart 說，細胞外囊泡對細胞間通訊至關(guān)重要，可用作健康和疾病的生物標志物。先前的研究表明，它們也是壓力和愈合的強大生物介質(zhì)。
“例如，你可以采集年輕小鼠的血液，從血液中收集 EV 并將它們注射到老年小鼠體內(nèi)，它們現(xiàn)在具有更年輕的特征集合，稱為表型，”她說。“你可以從小鼠血液中提取健康的 EV，將它們引入糖尿病小鼠體內(nèi)，從而逆轉(zhuǎn)糖尿病。”
然而，Boppart 說，沒有研究探索使用電動汽車來支持肌肉恢復。
研究人員將他們源自周細胞的 EV 注射到年輕和老年小鼠的肌肉中，這些小鼠的一條腿經(jīng)歷了一段長時間的肌肉不動，并開始再次使用這些肌肉。
該方法奏效：用受刺激的 EV 治療的小鼠恢復了年輕和老年小鼠的骨骼肌纖維大小。該研究還首次揭示了源自肌肉周細胞的 EV 產(chǎn)生了多種可能對抗炎癥和氧化應激的因子。
Boppart 說，與全細胞療法相比，使用 EV 具有許多優(yōu)勢。在移植需要之前，不能收集、冷凍和儲存細胞，但電動汽車可以。早期研究表明，動物不會對注射的電動汽車產(chǎn)生免疫反應，但需要更多的研究來檢驗這些發(fā)現(xiàn)。
然而，研究人員發(fā)現(xiàn)年輕和年長的成年小鼠對受刺激的電動汽車的反應存在差異。在年輕的成年小鼠中，活性氧種類顯著減少，而在老年小鼠中沒有檢測到。盡管存在這種差異，但與未治療的小鼠相比，年輕和老年小鼠都重塑了支持肌肉結(jié)構(gòu)和生長的細胞外基質(zhì)，并恢復了肌纖維大小。
“在這項研究之前，我們不知道周細胞是如何工作的，”Boppart 說。“我們只知道他們正在分泌可能有助于恢復過程的有益因素?，F(xiàn)在我們對他們這樣做的機制有了更好的了解。我們知道如何刺激他們做得更好。”
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